WWDC 2022 第三天 - 五神现身 WWDC.playground

今晚五神会现身 WWDC.playground 。内容涉及 SwiftUI 和 AR，不要错过。

今日零散记录

从 Apple 推出 WeatherKit 可以看出，Apple 喜欢把关键和有想象空间盈利价值的技术掌握在自己手上，WeatherKit 提供大量数据，包括分钟、小时、每日预报，还有提前警报，这些信息的商业价值本就很大。

今天看了 WeatherKit、Swift Chart 还有 SwiftUI 的 Layout，感觉 Apple 的接口设计能力很值得学习，可能具备了这些能力才能更好地沟通。

swift-algorithms 可以使用 .indexed() 来替代 zip。

Federico Zanetello 对 Platforms State of the Union 这个 Session 做的笔记(https://www.wwdcnotes.com/notes/wwdc22/102/)  。

应用层面，今天还有好多 Swift Chart 的介绍。

Layout

Grid、Layout、ViewThatFits、AnyLayout，特别是 Grid 还统一了 HStack 和 VStack。这些布局方式，让先前复杂的要借助 GeometryReader，且容易出错的布局有了更易的写法。Layout 协议可以为 layout 创建自定义属性，另外布局计算也会被缓存。

Link

Link fast: Improve build and launch time(https://developer.apple.com/videos/play/wwdc2022/110362/)  详细讲了 Apple 今年怎么改进了 link，思路很棒，很值得学习。

Static linking 和 Dynamic linking ，也就是静态链接和动态链接。

静态链接就是链接各个编译好的源文件以及链接源文件和编译好的库文件，通过将函数名放到符号表，链接新文件时确定先前是否有包含的 undefined 符号，给函数的数据指令分配地址，最后生成一个有 TEXT、DATA、LINKEDIT 段的可执行文件。

今年 Apple 通过利用多核优势让静态链接快了两倍。

具体做法是，并行的拷贝文件内容。并行构建 LINKEDIT 段的各个不同部分。并行改变 UUID 计算和 codesigning 哈希。然后是提高 exports-trie 构建器的算法。使用最新的 Crypto 库利用硬件加速的优势加速 UUID 计算。提高其它静态库处理算法库，debug-notes 生成也更快了。

Apple 推荐静态库最佳实践是：

使用 -all_load 或 -force_load 可以让 .a 文件像 .o 文件那样并行处理，不过开启这个选项需要先处理重复的符号。另外一个副作用是会将一些被判断无用的代码也被链接进来，使包体变大，因此开启之前可以先使用静态分析工具分析处理，这个过程定期做就行，不用放到每次编译过程中。演讲者推荐使用 -dead_strip 选项，但是这样做并没有真实去掉费代码，以后这些代码还是会被编译分析，如果只是暂时不用，可以先注释掉。

使用 -no_exported_symbols 选项。链接器生成的 LINKEDIT 段的一部分是 exports trie，这是一个前缀树，对所有导出的符号名称、地址和标志进行编码。动态库 是会导出符号的，但运行的二进制文件其实是不用这些符号的，因此可以用 -no_exported_symbols 选项来跳过 LINKEDIT 中 trie 数据结构的创建，这样链接起来就快多了。如果程序导出符号是一百万个，这个选项就可以减少 2 到 3 秒的时间。但需要注意的是，如果要加载插件链接回主程序就需要所有的导出的 trie 数据，无法用这个选项。

另外一个是 -no_deduplicate 选项。先前 Apple 给链接器加了个 pass 用来合并函数的指令相同，函数名不相同，这个 pass 会对每个函数的指令进行递归散列，用这种方式来找重复指令，这样做比较费 CPU，由于调试时其实是不需要关注包大小，因此可以加上 -no_deduplicate 选项来跳过这个 pass。

这些选项在 Xcode 的 Other Linker Flags 里进行设置即可。

动态库也就是 dylib，其它平台就是 DSO 或 DLL。动态链接器不是将代码从库里考到主二进制里，而是记录某种承诺，记录从动态库中使用符号名称，还有库路径。这样做好处就是好复用动态库，不用拷贝多份。虚拟内存看到多进程使用相同动态库，就会重新给这个动态库用相同的物理内存页。

动态库好处是构建快了，启动加载慢了，多个动态库不光要加载，还要在启动时链接。也就是把链接成本从本地构建换到了用户启动时。动态库还有个缺点是基于动态库的程序会有更多的 dirty 页，因为静态链接时会把全局数据放到主程序同一个 DATA 页中，动态库的话，每个都在自己的 DATA 页中。

动态库工作的原理是，可执行的二进制会有不同权限的段，至少会有 TEXT、DATA 和 LINKEDIT。分段总是操作系统页大小的倍数。TEXT 段有执行的权限，CPU 可以将页上的字节当做机器代码指令。运行时，dyld 会根据每个段权限将可执行文件 mmap() 到内存，这些段是页大小和页对齐的，虚拟内存系统可以直接将程序或动态库文件设置为 VM 范围的备份存储。在这些页的内存访问前是不会被加载到 RAM 里，就会触发一个页 fault，导致 VM 去读取文件的子范围，将内存填充到需要 RAM 页中。光映射不够，还要用某种方式“wired up”或绑到动态库上。比如要调用动态库上的某个函数，会转换成调用 site，调用 site 成为一个在相同 TEXT 段合成的 sub 的调用，相对地址在构建时就知道了，就意味着可以正确的形成 BL 指令。这样做的好处是，stub 从 DATA 加载一个指针并跳到对应的位置，不用在运行时修改 TEXT 段，dyld 只在运行时改 DATA 段。dyld 所进行的修改很简单，就是在 DATA 段里设置了一个指针而已。

当 dyld 或应用程序的指针指向自己时要 rebase，ASLR 使 dyld 以随机地址加载动态库，内部指针不能在构建时设置，dyld 在启动时 rebase 这些指针，磁盘上，如果动态库在地址零出被加载，这些指针包含它们的目标地址。LINKEDIT 需要记录的就是每个重定位的位置。然后，dyld 只需将动态库的实际加载地址添加到每个 rebase 位置。还有种修改方式是绑定，绑定就是符号引用，符号存储在 LINKEDIT 中，dyld 在动态库的 exports tire 中找实际地址，然后 dyld 将该值存储在绑定指定的位置。

今年 Apple 发布了一个新的修改方式 chained fixups。较前面两种的优势就是可以使 LINKEDIT 更小。新格式只存储每个 DATA 页中第一个 fixup 位置和一个导入的符号列表。其它信息编码到 DATA 段。iOS 13.4 就开始支持了。

下面先说下 dyld 原理介绍。

dyld 从主可执行文件开始，解析 mach-o 找依赖动态库，对动态库进行 mmap()。然后对每个动态库进行遍历并解析 mach-o 结构，根据需要加载其它动态库。加载完毕，dyld 会查找所有需要绑定符号，并在修改时使用这些地址。最后修改完，dyld 自下而上运行初始化程序。先前做的优化是只要程序和动态库，dyld 很多步骤都可以在首次启动时被缓存。

今年 Apple 做了更多的优化，这个优化叫 page-in linking，就是 dyld 在启动时做的 DATA 页面修改放到 page-in 时，也可以理解为懒修改。以前，在 mmap() 区域的某些页面中第一次使用某些地址会触发内核读入该页面。现在如果它是一个数据页，内核会应用改页需要的修改。这种机制减少了 dirty 内存和启动时间。意味着 DATA_CONST 也是干净的，可以像 TEXT 页一样被 evicted 和重新创建，以减少内存压力。需要注意的是 page-in linking 只用于启动，dlopen() 不支持。你看，Apple 优化启动的思路也是按需加载。

Apple 还提供了追踪 dyld 运行情况的 dyld_usage 工具。检查磁盘和 dyld 缓存中的二进制文件的 dyld_info 工具。

今日推荐 Session

除了 link 外，还有 Meet distributed actors in Swift(https://developer.apple.com/videos/play/wwdc2022/110356/)  也是比看的，Mike Ash 和 Doug Gregor 一年的心血就在这了。

今天晚上 8:00（北京时间 6 月 9 日 20:00) 就是大家期待已久的技术硬核专场直播了！大家千万不要错过！

我们有幸邀请到了两位重量级嘉宾「胡思华」和「五子棋」，来给大家分享关于今年 WWDC 最热门的两个话题 「SwiftUI」 和 「AR」，他们会从最专业的角度给大家深入解读这两个技术。

同时，WWDC 已经更新了 106 个视频，我们也借助了《WWDC22 内参》背后的力量，总结了一些今年 WWDC 值得关注的技术细节，我们会在直播中以圆桌讨论的形式来告诉大家。

希望每一位来听的朋友都能有所收获。

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活动详情

写在最后

WWDC 的所有文字介绍已经全部出来了，老司机技术整理了一份 Sessions List 给到大家。方便大家快速找到自己感兴趣的 Sessions。

地址：https://wwdc-reference.feishu.cn/wiki/wikcnXl4ioToZuW4yvfAqUoNQFS